试论虚拟实验室用于机能实验教学的可行性

试论虚拟实验室用于机能实验教学的可行性

李宇

李宇

（齐齐哈尔医学院黑龙江齐齐哈尔161005）

摘要：医学院校主要的实验课程之一是机能实验，该实验课程对医学人才的培养至关重要。新时代背景下，教育改革不断深入，传统教育模式因不适应课程的发展需要已经逐渐淡出教育视线，被新兴的教育模式及手段所取代，虚拟实验室用于机能实验教学便是医学实验教学的创新。本文对机能实验教学中采用虚拟实验进行教学的可行性做分析研究，希望能给相关的医学教育工作者提供有效的课程教学参考和建议。

关键词:虚拟实验室;机能实验;教学;可行性

1.前言

机能实验是医学教育中十分重要的实验教学课程，具有验证、基础、综合、自主设计等课程特性，能够较为全面的培养和提升学生的实践能力、创新精神及医学基础技能，是医学教育中不可或缺的课程环节。近几年，计算机、网络、多媒体等科学技术的发展，为虚拟技术的产生及发展奠定了良好的基础。当前，虚拟技术被许多学科的实验教学纷纷引用，将虚拟实验室用于机能实验教学的可行性随之增加。

2.机能试验中虚拟实验室的功能

虚拟实验室中配备相关的机能实验系统，选用的是网络技术及虚拟仿真微机技术，结合客户服务器模式，在没有真实实验动物及真实实验资源的条件下完成虚拟的实验操作过程。该系统由五个模块构成，分别是：考场、实验室、动物房、资料室及准备室，其中包括有50多个机能学实验的仿真过程。该系统采用丰富多样的教学形式，如：视频、图片、动画等，为学生详细讲解实验的仪器、动物

药品、操作流程、操作技巧等，同时包含新型实验设备及机能学背景知识的介绍。

通常情况下，虚拟实验室安装的是VBL-101系统，该系统的智能、形象、仿真趣味等特性较强，能够实现人机交互的实验模式，学生能够在虚拟的实验中感受到强烈的真实性，调动学习热情，继而提高实验教学的效果[1]。

3.机能实验教学中使用虚拟实验室的可行性

3.1虚拟实验室的作用

第一、降低教学成本，提升学生的动手能力。虚拟实验室具有很强的随意性，学校可以将虚拟实验与互联网相连接，让学生在互联网上就能进行实验操作。这样不但能节约教学资源，降低实验教学的成本，还能让学生随时随地进行实验操作，增加动手实践的机会，有效提升实验操作能力。

第二、完善教学，提升教学效率。虚拟实验室的教学系统能够为老师省下准备实验材料及器具的时间，让老师有更多的备课时间，进而提升实验课程的教学质量。另外，虚拟实验系统可以为学生提供教学视频及图片，减轻老师的教学负担，有效避免了老师使用统一教学手法给不同能力学生带来理解差异。老师利用视频和动画为学生讲解相关的机能背景知识，不但能够改变传统实验教学的沉闷气氛，还能积极调动学生的学习热情，学生能够更为清晰直观的对实验过程进行观察，有不清楚的地方还可以对实验进行重复播放直至看懂为止，能够使教学效率得到大幅提升。

第三、丰富教学的内容，拓宽教学思路。虚拟实验因其丰富性和多样性能够将传统实验无法进行的操作实现，并随之对实验内容进行丰富和完善。(1)虚拟实验能够进行贵重仪器实验。医学院校教学经费有限，学校需要经费开支的地方不仅仅是实验教学这一个部分，因此，传统的机能实验教学配备的贵重实验仪器较少，很多实验无法进行实际操作。虚拟实验室与传统的实验室不同，无需真实的实验设备也能进行实验操作，能够为学生提供贵重仪器实验项目，为学生开拓视野并为学生的自主实验提供科学、合理的指导[2]。

3.2虚拟实验室的需求性

随着社会形势的不断改变及教育改革的不断深入，我国医学院校的招生人数呈逐年上升的趋势，加上医学院校的实验配置资源有限，使得实验课程的人均操作率不高，大大降低了实验教学的效果。传统的机能实验教学模式已经不能再满足当前的医学教育的需求，医学院校若再不对实验的教学模式进行有效的调整，将会严重阻碍学生、学校及医学学科的发展。医学院校建立虚拟实验室能够解决传统机能实验教学存在的诸多问题，例如：实验室紧缺、学生动手机会少、实验教学支出过高、学生预习复习难等，虚拟实验室的建立和使用迫在眉睫[3]。

第一、实验室紧缺，学生动手机会少。通常情况下，医学院校的教育资源有限，没有条件建造充足的实验室资源供学生及老师使用，只能是几个学科并用一个实验室，分别进行实验教学。很多时候会因课程安排不得当而出现重复占用的情况，协调工作会影响教学，不但对老师的教学规划造成影响，还会影响学生的学习兴趣。

第二、实验经费较高。传统的实验教学需要配备相关的实验仪器、课程用品，实验样体等，教学开支较大。一部分实验仪器对灵敏度的要求较高、学生操作或使用不当，便会对仪器造成损坏，减短仪器的使用寿命。机能实验使用的药品数量较多，消耗量大，学生的大意操作会浪费药物试剂。另外，机能实验需要很多动物样本，是一笔不小的开支，若学生实验操作不得当(如麻醉意外)，还会造成动物样本的浪费。

第三、学生预习、复习难。机能实验是实践性较强的课程，具有很强的抽象性和复杂性，学生若不进行实验操作很难对相关的知识及技能进行掌握。真实实验室的数量少，使用频率高，学生课程时间的操作机会已经很少，要想在课余时间利用实验室进行课程内容的预习及复习几乎没有可能。学生得不到动手操作的机会，课前、课后无法进行相关实验内容的预习和复习，学习的效率大大降低。

4.结束语

通过分析可知，虚拟实验室用于机能实验教学势在必行。虚拟实验室不但能解决传统机能实验教学存在的诸多问题，还能扩大实验的范围，丰富实验的内容，让学生的操作能力在实验中得到实实在在的提升，进而提升实验课程的教学有效率。另外，医学院校也不能忽视传统真实操作实验的重要性，务必要将这两种实验教学模式有效结合，让学生在综合实践操作中得到技能的全面提升，推进医学教学事业的全面发展。

参考文献

[1]王德利,汤海峰,刘洋等.虚拟系统在机能学实验教学中应用[J].实验室研究与探索,2014,3(7):133-134.

[2]胡中孝,王桂叶.机能虚拟实验系统在生理学实验教学中的应用[J].医药前沿,2014,8(13):117.

[3]李树学,康天济,韩宇博,等.虚拟实验室应用于机能实验教学的可行性分析[J].牡丹江医学院学报,2013,9(12):193.

作者简介：李宇(1981年5月)，男，汉族，黑龙江省齐齐哈尔市，助理实验师，齐齐哈尔医学院，161005，机能实验教学。